Matlab在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用

王 麗

（山西省晉中學(xué)院，山西晉中，030619）

0 引言

為了進(jìn)一步分析動(dòng)態(tài)的電路，通過(guò)電路的要求進(jìn)一步去培養(yǎng)電路的人才和學(xué)生，一些電路的課程被加入了計(jì)算機(jī)的輔助的電路分析當(dāng)中，在許多電路分析中，其具有較強(qiáng)的運(yùn)算功能，在MATLAB軟件之中，豐富的函數(shù)，工具箱等得到了應(yīng)用。而Matlab可以進(jìn)一步通過(guò)自身的領(lǐng)域?yàn)樽陨磉M(jìn)行編寫(xiě)，進(jìn)一步形成自身的工具，本文以動(dòng)態(tài)電路的分析為例，以供后續(xù)學(xué)者進(jìn)行對(duì)于電路的研究。

1 MATLAB介紹

MATLAB是美國(guó)的一家公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于數(shù)據(jù)的分析處理，無(wú)線(xiàn)通信，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，可以深度學(xué)習(xí)，圖像處理，等等，其與計(jì)算機(jī)視覺(jué)，量化金融與風(fēng)險(xiǎn)管理，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域一并應(yīng)用，用于數(shù)據(jù)分析、無(wú)線(xiàn)通信、深度學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、信號(hào)處理、量化金融與風(fēng)險(xiǎn)管理、機(jī)器人，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的結(jié)合體，也就是矩陣工廠(chǎng)。軟件最大的特色是需要面對(duì)科學(xué)計(jì)算，進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)和相關(guān)科技運(yùn)算的環(huán)境，其可以將數(shù)值分析，陣型計(jì)算相加在一起，為我國(guó)的一些研究，打好基礎(chǔ)，提供便利。

所以MATLAB和Mathematica、Maple并稱(chēng)為三大數(shù)學(xué)軟件。 matlab的最基本的單位就是矩陣，它的相關(guān)表達(dá)式和現(xiàn)實(shí)中工程常用的關(guān)系式較為相似，所以用MATLAB來(lái)解決問(wèn)題，并且在一定程度上，c， fortran等語(yǔ)言完成一些相似的工序的時(shí)候要方便的多，并且在一定程度上，也其也吸取了其他軟件的優(yōu)點(diǎn)，使得自身成為一個(gè)較為實(shí)用的數(shù)學(xué)軟件，在新的版本中其也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的使用，在實(shí)際的應(yīng)用之中，其可以運(yùn)用一些運(yùn)算的數(shù)值及符號(hào)進(jìn)行計(jì)算，從而使得用戶(hù)通過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的運(yùn)算，并且在一定程度上，具有一定的圖像處理的能力，從而實(shí)現(xiàn)其計(jì)算的結(jié)果，在一定程度上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其計(jì)算與編程，通過(guò)利用友好的用戶(hù)界面后的自然語(yǔ)言，使得其掌握學(xué)習(xí)，通過(guò)豐富的工具箱，進(jìn)行工具的編輯與處理，提供用戶(hù)一些工具。本文應(yīng)用動(dòng)態(tài)電路的立場(chǎng)和方法，對(duì)MATLAB在動(dòng)態(tài)電路分析中應(yīng)用作為研究，豐富相關(guān)動(dòng)態(tài)電路的文獻(xiàn)，為后續(xù)學(xué)者研究提供支持與幫助，進(jìn)一步豐富研究?jī)?nèi)容，具有重要的獨(dú)到學(xué)術(shù)價(jià)值。其也可以作為實(shí)際應(yīng)用，真正應(yīng)用到動(dòng)態(tài)電路的使用之中，幫助動(dòng)態(tài)電路的分析上有一些更加合適的治理措施和管理措施，幫助動(dòng)態(tài)電路分析更進(jìn)一步的發(fā)展與完善。

2 研究方法

（1）文獻(xiàn)研究法

通過(guò)本文的研究，在一定的知網(wǎng)，維普期刊網(wǎng)等一些網(wǎng)站進(jìn)行收集，通過(guò)研究和整理一系列的Matlab在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用實(shí)證去研究國(guó)內(nèi)外的相關(guān)學(xué)者的理論與研究，進(jìn)一步反復(fù)查看與研究國(guó)內(nèi)外的學(xué)者的相關(guān)內(nèi)容，了解主體和研究的狀況，對(duì)于本文的研究成果進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)后續(xù)的研究，為科學(xué)的研究提供有力的支持，對(duì)自身的研究尋找一些突破口。

（2）內(nèi)容分析法

內(nèi)容分析法是一個(gè)將定量和定向的方法進(jìn)行一些結(jié)合的方法。通過(guò)對(duì)于我國(guó)Matlab在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用的情況大概念的分布情況情況和異同點(diǎn)，同時(shí)對(duì)與相關(guān)分析能夠有更深一步的了解。

（3）個(gè)案法

進(jìn)一步去選取有代表的相關(guān)案例作為考察的項(xiàng)目，在不同的階段去進(jìn)行調(diào)整自身的研究方法，通過(guò)總結(jié)案例的動(dòng)態(tài)，進(jìn)行科學(xué)對(duì)比，并得出結(jié)論。

通過(guò)總結(jié)我國(guó)Matlab在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀，通過(guò)了解Matlab在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用情況，及不斷改進(jìn)過(guò)程中的收獲，總結(jié)出更為縝密的見(jiàn)解。

3 MATLAB在動(dòng)態(tài)電路的應(yīng)用

Matlab矩陣實(shí)驗(yàn)室是美國(guó)公司推出的優(yōu)秀數(shù)值計(jì)算的軟件，其功能強(qiáng)大，編程效率高，簡(jiǎn)單易學(xué)，具備齊全的電工技術(shù)和自動(dòng)控制軟件工具包，而現(xiàn)如今，這個(gè)軟件已經(jīng)從工程的計(jì)算軟件，變?yōu)殡姽ぜ夹g(shù)計(jì)算與仿真的強(qiáng)大工具，電路一直都是相關(guān)的課程之一，為我國(guó)培養(yǎng)人才提供巨大的基礎(chǔ)，在本文中，將采取matlab的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真分析，借助電路的參量變化去發(fā)現(xiàn)信號(hào)隨著時(shí)間變化的規(guī)律，加深對(duì)與該部分本身的理解與含義，利用仿真的數(shù)據(jù)模型，可以看到對(duì)于電路對(duì)于其仿真求解的電流波形，通過(guò)一定的實(shí)體的圖形，進(jìn)一步結(jié)合方法，在方法之中，可以不加換路開(kāi)關(guān)，設(shè)置初始值，一種是加換路開(kāi)關(guān)，用定時(shí)器控制。不加換路開(kāi)關(guān)的情節(jié)可以建立動(dòng)態(tài)的電路仿真模型，利用電氣系統(tǒng)充分進(jìn)行實(shí)體圖形的仿真，選取有效的實(shí)體圖形和需要的器件及相關(guān)儀器，而參數(shù)的設(shè)置上，可以進(jìn)行電阻器的選擇，利用三個(gè)器件進(jìn)行串聯(lián)，如果器件為電阻，可以設(shè)置電阻值，支路與電感串聯(lián)，選為rl，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，進(jìn)一步建設(shè)相應(yīng)的仿真模型波形采集多路信號(hào)時(shí)需進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。雙擊后出現(xiàn)的頁(yè)面中，點(diǎn)擊打印機(jī)圖標(biāo)右側(cè)的“Parameters”圖標(biāo)(圖中圓圈內(nèi)圖標(biāo))，根據(jù)信號(hào)路數(shù)設(shè)置“Numbers ofax e s”，本例中兩路信號(hào)，所以設(shè)為2，設(shè)置確認(rèn)后，示波器會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)輸入端。通過(guò)動(dòng)態(tài)電路的相關(guān)模型進(jìn)一步發(fā)展其動(dòng)態(tài)原件中的初始功能，通過(guò)相應(yīng)的模塊與數(shù)值，進(jìn)一步去設(shè)置相應(yīng)的jnductor initial current(電感電流)數(shù)值。 通過(guò)加換器的開(kāi)關(guān)，進(jìn)一步按照其原本的電路進(jìn)行建設(shè)，通過(guò)計(jì)時(shí)器進(jìn)行，控制其開(kāi)關(guān)的閉合，而參數(shù)不需要進(jìn)一步的設(shè)置，這種模型一般由狀態(tài)之間發(fā)生切換，換路發(fā)生的時(shí)候，模型可以以時(shí)間1為分界線(xiàn)，一秒換路前電流波形，一秒后可以變成電流波形。對(duì)于一階電路而言，求解一階電路采用3要素法，具體步驟為：①初值Y(0+)。進(jìn)一步通過(guò)換路的規(guī)律和等效的電路進(jìn)行測(cè)定；②終值y(∞)。將換路后的電路并令電容開(kāi)路求得；③時(shí)間常數(shù)r=R，。C或丁=L／R，復(fù)雜RC電路可以用戴維南定理化簡(jiǎn)，求出戴維南電阻尺；④全響應(yīng)Y(t)=Y(∞)+[Y(0+)一Y(∞)]e。對(duì)于一般的二階電路和高階電路的分析，采用拉氏變換的分析方法，這種方法具有豐富的數(shù)值計(jì)算，符號(hào)計(jì)算和繪圖的功能，為動(dòng)態(tài)的電路帶來(lái)了方便，將理論的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)上的步驟，避免了復(fù)雜的人工的計(jì)算，進(jìn)一步提高精確的程度，使得電路計(jì)算較為精準(zhǔn)，除了實(shí)際的應(yīng)用與操作外，其還將這種方法帶入了學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)中，給予學(xué)生一定的理解和支持，提升電路的教學(xué)質(zhì)量與水平，進(jìn)一步幫助學(xué)生提升自身的知識(shí)及素養(yǎng)，使學(xué)生深入了解學(xué)科核心內(nèi)容，從而應(yīng)用到動(dòng)態(tài)電路的分析應(yīng)用之中，為動(dòng)態(tài)電路的分析提供了不小的便利。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多的新型軟件和技術(shù)被人們應(yīng)用在了不同的領(lǐng)域之中，這是大數(shù)據(jù)時(shí)代的進(jìn)步，而在動(dòng)態(tài)電路建立數(shù)學(xué)模型和實(shí)體圖形的仿真應(yīng)用上，可以采用的方向可以進(jìn)一步為其課程的學(xué)習(xí)提供一些想法，進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化分析，讓電路的相關(guān)操作進(jìn)一步簡(jiǎn)單，高效，能夠進(jìn)一步幫助人們得到提升。而另一個(gè)方面則通過(guò)使用軟件對(duì)于電路進(jìn)行輔助分析，在仿真的過(guò)程中，進(jìn)一步拉動(dòng)模塊對(duì)于相關(guān)軟件進(jìn)行分析，同時(shí)可以實(shí)時(shí)觀察仿真波形，使得對(duì)于信號(hào)特效有一個(gè)更加直觀的感受，這種軟件不僅僅是對(duì)于動(dòng)態(tài)電路而言的，還可以用于電路分析與應(yīng)用，而對(duì)于其在動(dòng)態(tài)電路的應(yīng)用分析上，其無(wú)疑是對(duì)于電路的分析而言是一種強(qiáng)大的助力，現(xiàn)如今科學(xué)技術(shù)日漸發(fā)達(dá)，在不久的將來(lái)，其將會(huì)有很多動(dòng)態(tài)電路上的難題，將會(huì)有更加先進(jìn)的軟件和信息技術(shù)的應(yīng)用，但是目前而言，其適用于現(xiàn)如今的科技發(fā)展與技術(shù)體現(xiàn)，是一項(xiàng)不錯(cuò)的方法，雖然目前這種軟件仍舊存在弊端，但是會(huì)隨著科技的提高日漸完善，但是不足的是由于筆者的自身學(xué)識(shí)尚淺，對(duì)于研究的內(nèi)容和研究的方法存在一定誤差，對(duì)于Matlab在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用的認(rèn)識(shí)沒(méi)有一定的深入研究，在方法與措施中，沒(méi)有辦法對(duì)于相關(guān)問(wèn)題和相關(guān)措施提出一定方法，而研究的Matlab在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用也僅僅是根據(jù)自身的研究作為基礎(chǔ)，在領(lǐng)域上不能夠廣義的包含每一種情況和設(shè)計(jì)，在文章當(dāng)中，所提出的一些措施存在一定的弊端，學(xué)者在后續(xù)的研究當(dāng)中，應(yīng)該了解自身的研究?jī)?nèi)容，謹(jǐn)慎參考意見(jiàn)，但是筆者相信探討Matlab在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用可以有著更大的發(fā)展，擁有更好的發(fā)展前景。